定 價:128 元
叢書名:2016國家職業(yè)資格培訓(xùn)教程
- 作者:[美] 肯內(nèi)斯·托馬斯,[美] 哈羅德·麥克曼 著,周建平 編,舒承東 譯
- 出版時間:2017/7/1
- ISBN:9787515913643
- 出 版 社:中國宇航出版社
- 中圖法分類:V445.3
- 頁碼:538
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:32開
航天服是載人航天飛行的基礎(chǔ)之一。
《美國航天服》從航天服的工作環(huán)境入手,圍繞航天服必須應(yīng)對的諸多技術(shù)挑戰(zhàn),沿著美國載人航天計(jì)劃的發(fā)展主軸,以極其生動的細(xì)節(jié)描述了航空壓力服一步一步發(fā)展成為登月航天服、航天飛機(jī)航天服的艱難歷程。它系統(tǒng)地講述了航天服硬件及其實(shí)現(xiàn)的過程,以年表的方式描述并分析了美國的所有艙外活動,以及在此過程中航天服硬件的目的與作用。為了更生動地說明主題,書中收集了大量的原創(chuàng)照片,并且在技術(shù)細(xì)節(jié)之外,還加入了一些趣聞軼事,兼具實(shí)用性和可讀性。
這是一部關(guān)于航天服、太空行走、生命保障系統(tǒng)以及逃生系統(tǒng)的巨著。它讓我們認(rèn)識到航天服的歷史是一個漸進(jìn)的過程,并著重闡述了這一過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用的選擇和研發(fā)體系。專業(yè)讀者可以將《美國航天服》當(dāng)作教科書,參考其中的工程突破和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),因此成為更棒的工程師。
20世紀(jì)60年代初,作為一名年輕的海軍飛行員,最讓我激動的事情莫過于穿著全壓服駕駛F-4H鬼怪戰(zhàn)斗機(jī)在天空飛行,那時它是海軍最新型、最棒的2馬赫戰(zhàn)斗機(jī)。我們升空后,爬升到35000英尺(1英尺=0.3048m)的高空,啟動加力燃燒室,加速到兩倍的聲速,然后使機(jī)頭形成大約60°的角,繼續(xù)向上拉升。在升至大約65000英尺的高空時,加力燃燒室靜了下來(沒有足夠的氧氣),飛到80000英尺時,我們已經(jīng)到達(dá)想要達(dá)到的高度,戰(zhàn)斗機(jī)從勉強(qiáng)超聲速狀態(tài)降到了200英里/小時,因此我們調(diào)轉(zhuǎn)機(jī)頭以避免發(fā)動機(jī)停機(jī)。在一個晴朗的日子,我們飛到距弗吉尼亞州諾?藮|岸數(shù)英里處,向北我可以看到紐約,向南我可以看到佛羅里達(dá),那真是令人心驚的時刻。
此時,我們故意地釋放了座艙壓力。古德里奇公司制造的MarkⅣ全壓服立刻充氣膨脹起來(謝天謝地。,當(dāng)時我就坐在前彈射座椅內(nèi)。壓力服的活動性還行,我可以用手指來控制操縱桿,保持鬼怪戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)翼平衡,直到我們再次降到35000英尺以下,稠密的空氣涌入座艙內(nèi),壓力服上的夾具逐漸松開。由于我們的燃料已經(jīng)不多,于是立刻返回奧希安納海軍航空基地。
我覺得這次的壓力服還不錯。它發(fā)揮了自己的作用,保障了我們的生命,并且直到飛機(jī)降落之前都在持續(xù)運(yùn)行。不過就是活動性和可視性不是太好,穿衣服的時候也有些痛苦,雖然溫暖,但在座艙內(nèi)仍顯得龐大笨重。盡管如此,我們?nèi)匀徽湟曀峁┑谋Wo(hù)作用,確認(rèn)這種飛行服采用了尖端的壓力服技術(shù)。為了開發(fā)一種足以將人類送上月球的航天服,NASA的工程師和各家航空航天公司必須經(jīng)歷這一階段。航天服是實(shí)現(xiàn)航天飛行的驚人創(chuàng)造之一。
載人航天器是一個小世界,這個小世界必須包含地球上人類賴以維持生存和工作的所有東西,例如適宜溫度和壓力下不合污染物的空氣、水、食物,以及工作、睡眠和通信需要的全套配置。航天服也是一個小世界,雖然相對較小,但是幾近完整。航天服必須能在數(shù)小時內(nèi)起到保護(hù)和維持航天員的作用,同時允許航天員在太空的真空和極端溫度環(huán)境里觀察、行走以及活動。航天服必須非常可靠,能應(yīng)對幾乎每一次可能的故障情況。航天服還必須輕便緊湊,便于月球旅行中攜帶。此外,航天服甚至還要能攜帶少量的食物和水。對某些任務(wù)而言,這一點(diǎn)幾乎是無法實(shí)現(xiàn)的;而對很多任務(wù)來說,這樣做甚至還是危險的。我仍清楚地記得,NASA的一些管理者是不愿意讓乘員穿上航天服進(jìn)行艙外活動的,除非絕對必要。20世紀(jì)60年代初,因開發(fā)這些航天服而遭到責(zé)難的人們當(dāng)然無法預(yù)料航天服會遇到什么問題,以及他們是否能獲得成功。
本書描述了航天服和開發(fā)航天服的人們所取得的巨大成功。有關(guān)航天服的歷史是本書最棒的部分之一,其中回顧了最早時期為了保護(hù)在高空飛行的飛機(jī)和熱氣球內(nèi)的飛行員所付出的努力,喚起了人們對威利·波斯特和斯科特·克羅茲菲爾德這樣一些舊日的名字的記憶和敬意。接著,本書以生動的細(xì)節(jié)描述了飛機(jī)壓力服發(fā)展成為登月航天服,以及航天飛機(jī)航天服的艱難歷程。
部分讀者會和我一樣從頭到尾通讀本書。另一些讀者則會將本書當(dāng)作教科書,參考其中的工程突破和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),并會因此成為更棒的工程師。讀者能從書中了解到材料磨損和破壞的速度有多快,還能知道航天服在肩部寬度(能保證3名乘員并排坐在阿波羅指令艙內(nèi))與活動性之間的優(yōu)化權(quán)衡,如何冷卻身穿航天服的人員體溫,以及如果風(fēng)扇發(fā)生故障或者航天服的壓力層因微隕石體而破有小洞(不用考慮大洞),需要多少額外的氧氣才能使航天員返回載人飛船等問題。讀者還可以從書中知曉解決所有這些問題并最終制造出從未在工作時發(fā)生故障的航天服的工程師姓名(未提及的人當(dāng)然還有很多)。
當(dāng)我1965年加入NASA時,很幸運(yùn)地被任命為一名監(jiān)控航天服開發(fā)過程的航天員。我不僅因此獲得了與NASA、漢密爾頓標(biāo)準(zhǔn)公司、國際橡膠公司、大衛(wèi)·克拉克公司以及其他公司年輕有為的工程師相識的機(jī)會,還能看著他們工作,并能依次在實(shí)驗(yàn)室、高空模擬室以及最終在太空中測試他們的研發(fā)成果。在我一生中從未如此開心過。我還結(jié)識了那些才能、奉獻(xiàn)精神以及研發(fā)成果至今都讓我敬佩的人物。我希望我們能重新聚到一起,為開發(fā)出可漫游火星丘陵和山谷的航天服而共同奮斗。
第1章 引言
第2章 挺進(jìn)太空
第3章 航天服基礎(chǔ)知識
3.1 航天服種類
乘員逃生/救援/發(fā)射/返回艙內(nèi)航天服
艙外航天服
艙內(nèi)/艙外兼用航天服
3.2 航天服研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)
太空真空環(huán)境vs人類對氣壓的需求
壓力層的動力學(xué)特征及其對關(guān)節(jié)活動性的影響
壓力選擇和減壓
友好的航天服環(huán)境
熱與輻射防護(hù)及控制
太空陽光直射防護(hù)
空間碎片
太空硬件費(fèi)用
第4章 發(fā)射/返回航天服:過去、現(xiàn)在和將來
4.1 美國國家航空咨詢委員會(NACA)/美國國家航空航天局(NASA)X-15計(jì)劃(1954-1968年)
4.2 水星計(jì)劃(1959-1963年)
4.3 雙子星、阿波羅以及美國空軍的兩用航天服
4.4 航天飛機(jī)乘員逃生系統(tǒng)研究與開發(fā)(1971-1979年)
4.5 航天飛機(jī)彈射逃生服(1981-1982年)
4.6 航天飛機(jī)發(fā)射/返回航天服(1987-1995年)
4.7 航天飛機(jī)先進(jìn)乘員逃生航天服(1990年至今)
頭盔組件
頭戴通信組件(CCA)
套裝組件
手套組件
抗荷服(AGS)組件
自動安全功能
4.8 航天飛機(jī)乘員逃生系統(tǒng)概述
4.9 滿足未來艙內(nèi)活動安全的要求
第5章 雙子星計(jì)劃:空間探索和太空作業(yè)的第一步
5.1 早期的安全警告
5.2 雙子星壓力服的演變和發(fā)展
5.3 雙子星4號艙外系統(tǒng)的發(fā)展
5.4 雙子星4號:美國第一次太空漫步
5.5 雙子星5號~雙子星7號的目標(biāo)和航天服系統(tǒng)(1965-1966年)
雙子星5號任務(wù)
雙子星7號/6A號任務(wù):目標(biāo)和結(jié)果
5.6 雙子星8號~雙子星12號的航天服系統(tǒng)及其經(jīng)驗(yàn)(1966年)
雙子星8號的任務(wù)目標(biāo)及系統(tǒng)說明
……
第6章 阿波羅:人類開始探月之旅
第7章 關(guān)于已取消的阿波羅任務(wù)的先進(jìn)航天服研發(fā)
第8章 美國空軍航天服
第9章 天空實(shí)驗(yàn)室和阿波羅聯(lián)盟號試驗(yàn)項(xiàng)目航天服系統(tǒng)(1969-1975年)
第10章 航天飛機(jī)計(jì)劃:軌道艙外活動發(fā)展成熟
第11章 未來艙外活動與行星探索計(jì)劃
后記
附錄A 美國航天服系統(tǒng)概覽
附錄B 美國艙外活動信息
參考文獻(xiàn)